易科泰動物能量代謝測量技術(shù)應用案例

北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司致力于提供“生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康"研究全面解決方案，積十幾年動物能量代謝與生理生態(tài)儀器技術(shù)服務經(jīng)驗，與美國Sable等國際能量代謝技術(shù)公司合作，為動物生理生態(tài)、生物醫(yī)學等科研工作者提供動物能量代謝與動物生理生態(tài)研究全面解決方案：

1、實驗動物能量代謝測量技術(shù)方案：包括果蠅、斑馬魚、大小鼠、豚鼠、家兔等實驗動物

2、家畜家禽能量代謝、營養(yǎng)代謝測量技術(shù)方案

3、生物醫(yī)學研究能量代謝測量技術(shù)方案

4、生物安全、媒介生物能量代謝測量技術(shù)方案

5、昆蟲等能量代謝測量技術(shù)方案

6、病蟲鼠害能量代謝測量技術(shù)方案

7、動物生理生態(tài)能量代謝測量技術(shù)方案

8、動物呼吸與能量代謝測量技術(shù)、紅外熱成像分析技術(shù)、體溫心率監(jiān)測技術(shù)、行為觀測分析技術(shù)等綜合技術(shù)方案。

應用案例：體溫調(diào)節(jié)與氣候變化響應

氣候變化在很大程度上有可能擾亂整個生態(tài)系統(tǒng)，因此預測模型至關(guān)重要。將動物的生理參數(shù)納入預測模型是提高模型準確性的一個重要條件，同時也能夠解釋一些正在發(fā)生的生態(tài)變化。緬因大學（University of Maine）的Vanessa R. Hensley等以一種北美飛鼠（Glaucomys volans）為研究對象，測量了環(huán)境溫度（高溫）對飛鼠體溫調(diào)節(jié)機制和能量代謝的影響。

該實驗應用美國Sable公司的溫度調(diào)控裝置獲得實驗所需要的溫度梯度環(huán)境，使用SSI能量代謝測量系統(tǒng)，利用開放式呼吸測量技術(shù)（flow-through respirometry）測量飛鼠的代謝率，同時使用植入式實時體溫記錄儀記錄其體溫變化。數(shù)據(jù)分析表明變溫性（異溫性，heterothermy）是飛鼠體溫調(diào)節(jié)的一個重要機制。在高達40℃高溫下，飛鼠的代謝率沒有顯著增加，但從36.2℃開始，機體蒸發(fā)失水開始明顯增加。飛鼠的體溫（Tb）遵循晝夜節(jié)律，活動期和靜止期Tb之間相差約2℃。飛鼠變溫性的日變化水平與其他松鼠物種一致，但略高于其他松鼠物種。

應用案例：運動與衰老

與許多生理特性一樣，動物的溫度調(diào)節(jié)能力隨著年齡的增長而下降。衰老既損害了保溫或散熱的能力，也損害了由有氧代謝推動的產(chǎn)熱能力。反過來說，新陳代謝的速度不僅決定產(chǎn)熱能力，還可以影響衰老過程。波蘭克拉科夫賈吉略大學生物系環(huán)境科學研究所（Institute of Environmental Sciences, Faculty of Biology, Jagiellonian University, Kraków, Poland）的Marta Grosiak等，在一項研究中，以一種田鼠（Myodes glarolus）為實驗對象，用Sable公司的溫度調(diào)控裝置獲得實驗所需要的溫度環(huán)境（13-32℃），使用FMS便攜式能量代謝測量系統(tǒng)測量田鼠的靜息代謝率（RMR）、蒸發(fā)失水（EWL），同時使用微型植入式實時體溫記錄儀記錄其體溫變化，觀測了田鼠體溫調(diào)節(jié)特性和年齡之間的關(guān)系。結(jié)果表明，高有氧運動代謝減輕了衰老對耐寒性的不利影響，但這一優(yōu)勢已被老齡田鼠在應對炎熱條件方面的妥協(xié)所抵消；增加有氧運動代謝不僅影響體溫調(diào)節(jié)特性，而且影響這些特性的年齡相關(guān)變化，這可能是哺乳動物和鳥類熱生理學進化的關(guān)鍵因素。

應用案例：鳥類對全球氣候變化響應

居住在北半球溫帶地區(qū)的大多數(shù)小型鳥類在冬季增加基礎代謝率（BMR），這種模式被認為是其代謝機制為增強耐寒性而做的調(diào)節(jié)（調(diào)高代謝率以御寒）。相比之下，居住在亞熱帶沙漠地區(qū)的鳥類的季節(jié)BMR變化模式在很大程度上是未知的。珀西·菲茨帕特里克研究所（Centre of Excellence at the Percy FitzPatrick Institute）的Ben Smit等調(diào)查了亞熱帶沙漠鳥類的季節(jié)性BMR變化，并分析了這些響應在全球范圍的變化。

該研究地點選在喀拉哈里沙漠（the Kalahari Desert），該地區(qū)冬季和夏季的日平均氣溫分別為14攝氏度和25攝氏度。測量了在這片沙漠中生活的五種鳥類（非洲角鸮Otus senegalensis，珍珠斑鸮Glaucidium perlatum，叉尾魟鸮Dicrurus adsimilis，紅胸黑伯勞Laniarius atroccinnus，白眉織雀Plocepasser mahali），使用SSI公司的能量代謝測量系統(tǒng)，測量它們在冬季和夏季的BMR。

結(jié)果顯示，5個物種的mass-specific BMR在冬季顯著低于夏季。結(jié)合對全球季節(jié)性BMR變化的分析表明，其大小和方向隨緯度而變化，從冬季極冷的高緯度地區(qū)冬季顯著增加，到溫暖的亞熱帶環(huán)境中的相反模式。顯示了動物對氣候變化靈活、多樣的適應性。

參考文獻：

1.Vanessa R. Hensley, et al. 2019. Living on the edge: thermophysiology of the southern ?ying squirrel at its northern range margin. Electronic Teses and Dissertations. 2951.

2.Marta Grosiak, et al. 2020. Age-Related Changes in the Thermoregulatory Properties in Bank Voles From a Selection Experiment. Frontiers in Physiology, 19 November 2020, doi: 10.3389/fphys.2020.576304

3.Ben Smit, et al. 2010. Avian seasonal metabolic variation in a subtropical desert: basal metabolic rates are lower in winter than in summer. Functional Ecology 2010, 24, 330–339